吳作清 瞿靜 李軍 邱聲

摘要：對(duì)掃路機(jī)各類(lèi)典型的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了分析，介紹了測(cè)試場(chǎng)景的簡(jiǎn)化及布置情況，研究了掃路機(jī)的作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)和作業(yè)效率評(píng)價(jià)，進(jìn)而提出了掃路機(jī)機(jī)械作業(yè)與傳統(tǒng)人工清掃保潔作業(yè)的人機(jī)效能測(cè)試評(píng)價(jià)方法。

關(guān)鍵詞：掃路機(jī)；人工清掃保潔作業(yè)；人機(jī)效能；測(cè)試評(píng)價(jià)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：U467? 收稿日期：2023-04-20

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.028

1 前言

近年來(lái)，隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化發(fā)展的不斷深入，城市環(huán)衛(wèi)管理越加精細(xì)化，為全面提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，掃路機(jī)等小型環(huán)衛(wèi)機(jī)械設(shè)備走上了發(fā)展快車(chē)道。掃路機(jī)是采用非汽車(chē)底盤(pán)，裝備有垃圾、塵土收集容器及清掃裝置，并由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)用于清掃、收集路（地）面上垃圾等污物的設(shè)備，主要用于背街小巷、人行輔道、廣場(chǎng)、園區(qū)等城市毛細(xì)血管區(qū)域的清掃保潔。

相比人工清掃保潔作業(yè)，掃路機(jī)等小型環(huán)衛(wèi)機(jī)械設(shè)備在作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)量等方面均有一定的優(yōu)勢(shì)，但機(jī)械作業(yè)與人工作業(yè)在作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量上的對(duì)比值即人機(jī)效能究竟如何，機(jī)械替代人工的標(biāo)準(zhǔn)是多少等，目前行業(yè)上尚缺乏此方面的科學(xué)研究數(shù)據(jù)，給小型環(huán)衛(wèi)機(jī)械設(shè)備的推廣使用及用戶(hù)合理采購(gòu)設(shè)備、環(huán)衛(wèi)運(yùn)營(yíng)作業(yè)模式等帶來(lái)了一定的困擾。本文以?huà)呗窓C(jī)為對(duì)象，通過(guò)分析其各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，簡(jiǎn)化并設(shè)置測(cè)試評(píng)價(jià)場(chǎng)景，進(jìn)而給出一種掃路機(jī)的人機(jī)效能測(cè)試評(píng)價(jià)方法。

2 應(yīng)用場(chǎng)景分析

2.1 典型應(yīng)用場(chǎng)景

掃路機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景呈多樣化，各類(lèi)場(chǎng)景的作業(yè)需求和作業(yè)模式均存在差異。根據(jù)場(chǎng)景特點(diǎn)和環(huán)衛(wèi)作業(yè)需求，可分為人行道場(chǎng)景，輔道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道場(chǎng)景，背街小巷場(chǎng)景，城中村場(chǎng)景，廣場(chǎng)公園場(chǎng)景等5類(lèi)典型應(yīng)用場(chǎng)景［1］。

2.1.1 人行道場(chǎng)景

城市人行道的路面情況復(fù)雜，路面寬度和路面平整度差別大，但多為鋪裝路面；垃圾污染的情況變化多［2］。示例見(jiàn)圖1，該場(chǎng)景可分為下列三類(lèi)：

a.平整、寬敞類(lèi)：路面寬敞，表面為平整、穩(wěn)定的瀝青、混凝土或砌塊鋪裝路面；路邊綠化樹(shù)木、電線(xiàn)桿等障礙物相對(duì)較少。

b.多障礙物類(lèi)：路面寬敞，表面為平整、穩(wěn)定的瀝青、混凝土或砌塊鋪裝路面；路邊綠化樹(shù)木、電線(xiàn)桿等障礙物相對(duì)較多，排列不太規(guī)則。

c.狹窄類(lèi)；路面較窄，表面不平整或鋪裝面不穩(wěn)定；路邊綠化樹(shù)木、電線(xiàn)桿等障礙物較多，甚至樹(shù)堆圍占用了大部分路面。

2.1.2 輔道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道場(chǎng)景

對(duì)于輔道或非機(jī)動(dòng)車(chē)道，大部分而言都較為寬敞，同時(shí)也存在部分路面的寬度較為狹窄，但路面主要為瀝青路面，示例見(jiàn)圖2。

2.1.3 背街小巷場(chǎng)景

背街小巷的場(chǎng)景較為復(fù)雜，人流量、垃圾污物等比較多，示例見(jiàn)圖3。該場(chǎng)景可分為兩類(lèi)：

a.狹窄巷道類(lèi)：路面狹窄、路障多，人口密集；小廣告（牛皮癬）多，輕飄垃圾、白色垃圾多。

b.小型商業(yè)街類(lèi)：小型的商業(yè)街上人口密集區(qū)，經(jīng)常有小商販擺攤設(shè)擔(dān)，路面情況復(fù)雜。

2.1.4 城中村場(chǎng)景

城中村道路的路面大多比較狹窄，以砌塊、瓷磚或?yàn)r青路面為主，示例見(jiàn)圖4。污染物以輕飄物居多，砂石、泥土、灰塵、油污等也較為常見(jiàn)。這種場(chǎng)景可分為兩類(lèi)：

a.多輕飄物、多砂石類(lèi)：路面較窄，污染物以輕飄物居多、砂石多，路面保潔資源相對(duì)缺乏，保潔頻次相對(duì)較少。

b.多油污、多泥土類(lèi)：路面較窄；污染物以灰塵、泥土居多，還有少區(qū)域的油污污染也比較常見(jiàn)。

2.1.5 廣場(chǎng)公園場(chǎng)景

廣場(chǎng)公園場(chǎng)景大多地面平整、穩(wěn)定，路面有砌塊、瓷磚、混凝土等類(lèi)型，垃圾污物以輕飄物為主，示例見(jiàn)圖5。該種場(chǎng)景可分為兩類(lèi)：

a.文化廣場(chǎng)、休閑廣場(chǎng)、公園廣場(chǎng)類(lèi)：地面大多平整、穩(wěn)定，但地面承壓能力通常較弱，垃圾污物以輕飄物、灰塵為主。

a.公園鋪裝路面類(lèi)：公園類(lèi)有很多通行道路是鋪裝、平整路面，路面承壓能力不強(qiáng)；垃圾污物以樹(shù)葉、紙片、白色污染物等輕飄物為主。

2.2 應(yīng)用場(chǎng)景分析

綜合上述典型應(yīng)用場(chǎng)景及產(chǎn)品實(shí)際情況可得知，掃路機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景雖然比較多樣、復(fù)雜，但路面類(lèi)型主要分為混凝土路面、瀝青路面、砌塊路面及其他鋪裝路面四種類(lèi)型；路面垃圾污物主要有落葉、樹(shù)枝、飲料瓶、塑料袋、果皮、紙屑、煙蒂、砂塵等。在對(duì)掃路機(jī)進(jìn)行效能評(píng)價(jià)測(cè)試時(shí)，可在此基礎(chǔ)上對(duì)測(cè)試場(chǎng)景進(jìn)行模擬和簡(jiǎn)化，便于實(shí)際測(cè)試時(shí)的操作與執(zhí)行。

3 測(cè)試場(chǎng)景簡(jiǎn)化及布置

3.1 測(cè)試時(shí)的垃圾試樣準(zhǔn)備

結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景中的垃圾污物及實(shí)際應(yīng)用情況，測(cè)試時(shí)的垃圾試樣可按下列兩種類(lèi)型準(zhǔn)備：

a.垃圾模擬物：按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/ 10856-2018《道路施工與養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備掃路機(jī)》［3］中的規(guī)定準(zhǔn)備。

b.垃圾混合物：落葉、樹(shù)枝、飲料瓶、煙蒂等。

3.2 測(cè)試時(shí)的場(chǎng)地布置

為簡(jiǎn)化測(cè)試，測(cè)試場(chǎng)地設(shè)置為干燥平整的區(qū)域，具體測(cè)試場(chǎng)景按表1布置。

3.3 測(cè)試時(shí)的試驗(yàn)樣機(jī)準(zhǔn)備

目前行業(yè)上的掃路機(jī)按車(chē)輪數(shù)量可分為三輪式掃路機(jī)、四輪式掃路機(jī)，按結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為鉸接式掃路機(jī)、整體式掃路機(jī)，按除塵方式可分為濕式掃路機(jī)、干式掃路機(jī)。同時(shí)，同一類(lèi)型產(chǎn)品，其性能、功能也會(huì)存在區(qū)別，鑒于不同類(lèi)型產(chǎn)品一一驗(yàn)證的可操作性難度較高，且對(duì)于作業(yè)效能評(píng)價(jià)而言，只要是基于同一平臺(tái)進(jìn)行即可，也就是作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率的評(píng)價(jià)維度一致，以及測(cè)試的場(chǎng)景保持一致。因此一般情況下的測(cè)試評(píng)價(jià)只需掃路機(jī)是經(jīng)檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品，且已經(jīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)的要求完成磨合。

4 作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)

4.1 綜述

作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)一般有感官質(zhì)量評(píng)價(jià)和定量質(zhì)量評(píng)價(jià)兩種方式，CJJ/T 126-2022《城市道路清掃保潔與質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》［4］規(guī)定了城市道路清掃保潔作業(yè)的定量質(zhì)量評(píng)價(jià)，包括道路可見(jiàn)垃圾及污漬密度的檢測(cè)評(píng)價(jià)和路面塵土量的檢測(cè)評(píng)價(jià)。JB/T 10856-2018《道路施工機(jī)械與養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備掃路機(jī)》［3］規(guī)定了掃路機(jī)的清掃效果用掃凈率進(jìn)行評(píng)價(jià)。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于作業(yè)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方式存在一定的區(qū)別，這是因?yàn)閮身?xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的立足點(diǎn)不同而形成的，CJJ/T 126-2022《城市道路清掃保潔與質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》更多是從城市市容管理和使用方的維度對(duì)城市道路清掃保潔提出的環(huán)境衛(wèi)生要求，而JB/T 10856-2018《道路施工機(jī)械與養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備? 掃路機(jī)》是掃路機(jī)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，更多是在兼顧各方需求后提出的設(shè)備性能要求。

鑒于上述因素，相關(guān)場(chǎng)景擬采用的評(píng)價(jià)方式見(jiàn)表2。

4.2 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

在充分參考CJJ/T 126-2022《城市道路清掃保潔與質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》及北京、上海、廣州、深圳等一線(xiàn)城市關(guān)于“環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量”的地方標(biāo)準(zhǔn)后，感官質(zhì)量按下列要求評(píng)價(jià)：場(chǎng)地整體感觀清潔，無(wú)成片垃圾、污漬、積水（水漬不計(jì)為污漬）。

4.3 定量質(zhì)量評(píng)價(jià)

4.3.1 掃凈率評(píng)價(jià)要求

定量質(zhì)量評(píng)價(jià)采取檢測(cè)“掃凈率”的方式時(shí)，綜合考慮行業(yè)實(shí)際，掃路機(jī)的掃凈率可按不小于92%的要求操作，實(shí)際測(cè)試評(píng)價(jià)時(shí)按需確定。

4.3.2 “廢棄物控制點(diǎn)”評(píng)價(jià)要求

定量質(zhì)量評(píng)價(jià)采取檢測(cè)“廢棄物控制點(diǎn)”的方式時(shí)，測(cè)試場(chǎng)地內(nèi)不能留有帶狀或當(dāng)量直徑大于等于5 cm的塊狀殘留物，且符合表3要求。

4.4 測(cè)試方法

按第3部分的要求完成測(cè)試場(chǎng)景布置后，按下列步驟進(jìn)行測(cè)試：

a.樣機(jī)以生產(chǎn)廠(chǎng)家規(guī)定的作業(yè)行駛速度和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（或滾刷轉(zhuǎn)速）沿測(cè)試場(chǎng)地直行進(jìn)行清掃作業(yè)。說(shuō)明：由于不同產(chǎn)品之間的性能差異問(wèn)題，加之，普掃和保潔作業(yè)時(shí)的行駛速度也會(huì)存在較大區(qū)別，速度與作業(yè)質(zhì)量及作業(yè)效率密切相關(guān)，不在此限定速度。

b.如若場(chǎng)地較寬或測(cè)試樣機(jī)清掃寬度較窄時(shí)，樣機(jī)到達(dá)場(chǎng)地另一端后，調(diào)頭沿著另一側(cè)反向直行進(jìn)行清掃作業(yè)。

c.作業(yè)完成后，檢測(cè)作業(yè)質(zhì)量是否符合前述要求，其中，掃凈率檢測(cè)按圖6所示取樣，按下式計(jì)算：

式中，μ為掃凈率；W0為清掃前抽樣段垃圾模擬物質(zhì)量，g/m2；W1為清掃后抽樣段垃圾模擬物質(zhì)量，g/m2。

5作業(yè)效率評(píng)價(jià)

作業(yè)效率應(yīng)是在作業(yè)質(zhì)量達(dá)成要求的條件下完成清掃保潔作業(yè)的工作效率，在第4部分的作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中，測(cè)量作業(yè)開(kāi)始至作業(yè)結(jié)束時(shí)所用的作業(yè)時(shí)間t（測(cè)試樣機(jī)需要調(diào)頭作業(yè)時(shí)，調(diào)頭時(shí)間計(jì)入作業(yè)時(shí)間內(nèi)），及樣機(jī)作業(yè)時(shí)的作業(yè)噪聲N，其中，作業(yè)噪聲參照《道路施工與養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備? 掃路機(jī)》JB/T 10856-2018中6.4.1中給出的方法測(cè)量。作業(yè)效率η按下式計(jì)算：

式中，η為作業(yè)效率，m2/h；S為清掃面積，按測(cè)試場(chǎng)景確定，m2；t為清掃時(shí)間，s。

6 掃路機(jī)人機(jī)效能評(píng)價(jià)

6.1 掃路機(jī)作業(yè)效能評(píng)價(jià)方法

掃路機(jī)作業(yè)效能評(píng)價(jià)時(shí)，可采取以下兩種方案：

a.對(duì)設(shè)備本身、作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率進(jìn)行評(píng)測(cè)打分，然后三者分別乘以相應(yīng)的權(quán)重分值再總體相加后得出設(shè)備總體效能的分值，并可根據(jù)相應(yīng)分值判定其處于何種等級(jí)。

b.采取系數(shù)制，以設(shè)備本身性能、作業(yè)質(zhì)量滿(mǎn)足要求為前提的條件下，其能達(dá)到的作業(yè)效率為評(píng)價(jià)結(jié)果。本文采取的是系數(shù)制的評(píng)價(jià)方法。

掃路機(jī)的作業(yè)效能按單位時(shí)間內(nèi)完成的作業(yè)面積進(jìn)行評(píng)價(jià)，按下式計(jì)算：

式中，η0為設(shè)備效能，㎡/h；η1為作業(yè)效率，㎡/h；k1為感觀作業(yè)質(zhì)量達(dá)成系數(shù)；k2為定量作業(yè)質(zhì)量達(dá)成系數(shù)；k3為設(shè)備性能達(dá)成系數(shù)。

說(shuō)明：k1、k2、k3以某一指標(biāo)作為達(dá)成基準(zhǔn)，取值為1.0，以完成作業(yè)的不同程度為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)置不同的達(dá)成系數(shù)。具體達(dá)成系數(shù)基準(zhǔn)可以根據(jù)實(shí)際需求或管理要求進(jìn)行設(shè)置。

6.2 清掃保潔人工定額

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)時(shí)，人工作業(yè)的測(cè)試場(chǎng)景與掃路機(jī)的場(chǎng)景一致，在作業(yè)后對(duì)其作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在不具備人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)條件時(shí)，可參照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部或當(dāng)?shù)厍鍜弑嵶鳂I(yè)的人工定額標(biāo)準(zhǔn)。

6.3 掃路機(jī)人機(jī)效能評(píng)價(jià)方法

結(jié)合前述可得知，掃路機(jī)的人機(jī)效能評(píng)價(jià)按下式計(jì)算：

式中，n為人機(jī)效能比，量綱一參數(shù)；η2為清掃保潔作業(yè)人工定額標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)語(yǔ)

本文研究了掃路機(jī)的各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，簡(jiǎn)化并提煉出掃路機(jī)的作業(yè)效能評(píng)價(jià)方法，進(jìn)而給出一種掃路機(jī)機(jī)械作業(yè)與傳統(tǒng)人工清掃保潔作業(yè)的人機(jī)效能測(cè)試的評(píng)價(jià)方法。

由于應(yīng)用場(chǎng)景較為復(fù)雜，在當(dāng)前技術(shù)水平下，掃路機(jī)等小型環(huán)衛(wèi)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用不可避免地存在“應(yīng)用盲區(qū)”，無(wú)法完全替代人工作業(yè)，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將是“機(jī)械作業(yè)+人工作業(yè)”的協(xié)同作業(yè)模式。行業(yè)仍將繼續(xù)探索應(yīng)用場(chǎng)景特征及更科學(xué)的綜合作業(yè)模式，挖掘和釋放機(jī)械作業(yè)效能，在降低環(huán)衛(wèi)作業(yè)成本的同時(shí)，環(huán)衛(wèi)作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量必將得到更進(jìn)一步的提升。

參考文獻(xiàn)：

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[4]CJJ/T 126-2022 城市道路清掃保潔與質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

作者簡(jiǎn)介：

吳作清，男，1986年生，工程師，研究方向?yàn)楣こ虣C(jī)械、標(biāo)準(zhǔn)化。